Soit S un ensemble de points pris sur une surface F d'équation z = f(x,y) ; on projette S dans le plan (xOy), et on désire construire une triangulation de l'enveloppe convexe de la projection de S qui déterminera une approximation linéaire par morceaux de F, dont la qualité sera liée à une mesure de l'erreur d'approximation de la surface. Il a été récemment prouvé que la triangulation de Delaunay était optimale pour des critères de normes Lp, lorsqu'il s'agissait d'approcher linéairement toute fonction quadratique convexe, dans un espace de dimension quelconque. En revanche, très peu de recherches ont été menées lorsque la surface n'est pas convexe. Ce mémoire propose donc d'étudier l'approximation par une tri- angulation, pour des critères de normes L1 et L2, d'une surface non convexe d'équation la plus simple possible : le paraboloïde hyperbolique défini par z = x2 − y2. Une construction est ainsi donnée pour déterminer, de manière naturelle, les courbes de séparation d'un triangle ∆, c'est-à-dire les limites du plan pour lesquelles ∆ doit être conservé dans une triangulation localement op- timale du paraboloïde hyperbolique. Des algorithmes de triangulation qui font appel à diverses heuristiques fondées sur les courbes de séparation ont été abon- damment testés ; une amélioration significative par rapport à la triangulation de Delaunay a été mise en évidence. Une comparaison avec des triangulations glob- alement optimales, dont l'obtention n'est possible qu'au moyen de programmes de complexité exponentielle, prouve que ces algorithmes rendent finalement de "bonnes" triangulations. Les recherches montrent qu'un tel procédé peut facile- ment être généralisé à toutes les surfaces définies par des fonctions quadratiques, de la forme z = αx2 + βy2 + γxy + δ1x + δ2y + δ3.

When traditional linearised theory is used to study free-surface flows past a surface-piercing object or over an obstruction in a stream, the geometry of the object is usually lost, having been assumed small in one or several of its dimensions. In order to preserve the nonlinear nature of the geometry, asymptotic expansions in the low-Froude or low-Bond limits can be derived, but here, the solution invariably predicts a waveless free-surface at every order. This is because the waves are in fact, exponentially small, and thus beyond-all-orders of regular asymptotics; their formation is a consequence of the divergence of the asymptotic series and the associated Stokes Phenomenon. In this thesis, we will apply exponential asymptotics to the study of two new problems involving nonlinear geometries. In the first, we examine the case of free-surface flow over a step including the effects of both gravity and surface tension. Here, we shall see that the availability of multiple singularities in the geometry, coupled with the interplay of gravitational and cohesive effects, leads to the discovery of a remarkable new set of solutions. In the second problem, we study the waves produced by bluff-bodied ships in low-Froude flows. We will derive the analytical form of the exponentially small waves for a wide range of hull geometries, including single-cornered and multi-cornered ships, and then provide comparisons with numerical computations. A particularly significant result is our confirmation of the thirty-year old conjecture by Vanden-Broeck & Tuck (1977) regarding the impossibility of waveless single-cornered ships.